Чи потрібно армувати фундамент?

Армування стрічкового фундаменту – процедура обов’язкова, без виконання якої неможливо гарантувати якісне зведення майбутньої споруди. Робота з армування фундаменту дуже важлива, але у виконанні не дуже складна і якщо розібратися у всіх тонкощах і нюансах, то зробити її можна без проблем своїми руками.

Посилений фундамент здатний:

Витримати досить велике навантаження цегляних і кам’яних стін, перекриттів і даху;
Запобігти перекоси та інші дефекти фундаменту, що, безумовно, тягне за собою деформацію стін, аж до руйнування будівлі;
Спокійно реагувати на багаторазові промерзання та танення ґрунту, а також життєдіяльність ґрунтової фауни і флори, які забезпечують явища розпушування і спучування ґрунту.

Для чого потрібна арматура в бетоні?

Будь-яка конструкція з бетону, після її зведення, піддається двом типам основних навантажень: розтягування та стиснення. Кожна з них тягне постійну та тимчасову деформацію, невидиму оку. По досягненню певного ступеня деформації, бетон починає руйнуватися. Підсумком стає аварійний стан будівлі. Застосування арматури в конструкціях з бетону забезпечує його захист від можливої деформації: сталеві стрижні, які використовуються в якості елементів арматури, здатні витримати навантаження, значно більші, ніж самий твердий бетон.

Матеріал для армування

Для армування фундаменту використовують, як сталеві прути, так і склопластикову арматуру.

Ці матеріали виконують однакові функції, але відрізняються за деякими властивостями.

Порівняння характеристик металевої та склопластикової арматури

Вага. Безумовно виріб із сталі набагато важчий за аналогічний зі склопластику чи базальтопластику. Відповідно і загальна маса бетонної конструкції буде значно більша.
Антикорозійні властивості. Композитна арматура стійка до впливу води, а також лужного середовища бетону на відміну від металевої. Її можна застосовувати для виготовлення бетонних конструкцій, які піддаються впливу агресивного навколишнього середовища.
Розширення під впливом температур. Коефіцієнт розширення склопластикової арматури майже такий же, як у бетону. У стальної більше.
Міцність на розрив композитної арматури у кілька разів більша, ніж металевої такого ж діаметру.
Електропровідність. Всі види арматури із композитних матеріалів, крім вуглепластикової не проводять електричного струму – металева є провідником.
Модуль пружності склопластикових і базальтових стержнів більший в 4 рази, що не завжди на руку в будівництві.
Радіопрозорість. У будинках, де застосовується склокомпозитна арматура менші радіоперешкоди, телефоні краще ловлять сигнал мобільної мережі.
Термостійкість будматеріалу зі сталі дуже висока, що позитивно впливає на пожежну безпеку. Натомість композитний виріб під час нагрівання до температури вище 600 градусів за Цельсієм втрачає свої властивості. Однак він добре переносить охолодження до -75 градусів.
Теплопровідність арматури зі склопластику і базальту дуже низька – металева може утворювати містки холоду.
Довговічність в обох видів майже однаково висока, якщо відсутній хімічний вплив та корозія.
Пластичність. Металева арматура добре гнеться, безпосередньо під час будівництва їй можна надати потрібну форму, зігнути під певним кутом. Чого не скажеш про скловолокнисту.
Нюанси використання. Склопластик має меншу вагу, однак його суттєвий недолік – неможливість зварювання. Тому перед укладкою потрібно ознайомитись з тим, як в’яжеться композитна арматура.

Тож відповідь на питання, що краще: композитна або металева арматура не є однозначною та залежить від цілої низки факторів. Так, наприклад, для армування під час будівництва автодороги чи пішохідних доріжок можна знехтувати тим, що композитні стержні дуже гнучкі (адже це ніяк не впливає на властивості готового об’єкту) і зекономити на вартості будматеріалів. Але при спорудженні багатоповерхівки для перекриття краще використати бетонні блоки з металевими стержнями.

Принцип роботи арматури у бетоні

Вибір сталевої арматури

Для того щоб почати виробництво залізобетону, знадобляться залізо і бетон. При виборі матеріалу для металевого остова потрібно керуватися певними правилами, деякі з яких прописані в спеціальних нормативних документах. Згідно з правилами, для виробництва арматури можна використовувати такі матеріали:

м’яка сталь;
середньо- і високовуглецева сталь;
сталевий дріт, вироблена методом холодної протягання.

Розташування арматури повинно бути здійснено по всій площі залізобетонного блоку, плити або ж іншої конструкції. З сталевих стрижнів створюється сітка. Ця сітка являє собою прути, які з’єднані між собою під прямим кутом. З’єднання відбувається шляхом зварювання або ж в’язки.

Існує і ще один різновид арматури, про яку потрібно розповісти. Це так звана листова арматура. Представляє вона собою лист сталі, який по всій своїй поверхні прорізається у багатьох місцях, а отримані прорізи розширюються. Виходить своєрідна сітка, розташування якої здійснюється так само, як і розташування звичайної арматурної сітки. Застосування такої сітки затребуване в плитах перекриття і стінах будинків.

Створення арматурного каркасу

Зв’язка, як кріплення арматурних стержнів, зараз використовується набагато частіше, ніж зварювання. Обумовлено це меншою затратністью даного процесу. Однак і якість з’єднання теж зменшується. Але, ця операція вимагає знань і певних навичок.

Для того щоб зв’язок арматури з бетоном була якісним, потрібно прораховувати такий момент, як шар бетону над сталевою сіткою. Шар бетону повинен захищати сталеву конструкцію від проникнення до неї повітря і вологи.

Зварювання деталей

Другим способом створення арматурного каркасу є зварювання.

Найчастіше використовують електродугове зварювання. Це поширений метод через свою простоту і якість. За допомогою зварювального апарату і електродів проводиться зварювання «внахлест» під кутом і зварювання двох стрижнів зі сталі в одному напрямку. У першому випадку особливий контроль за якістю не передбачено. А ось при зварюванні в одному напрямку потрібно створити дійсно міцне з’єднання, здатне витримати велике навантаження.

Скільки арматури потрібно для фундаменту?

На що необхідно звернути увагу при підборі арматури для основи будівлі? Ось кілька важливих моментів:

по-перше, чим довший металевий стрижень, тим менше арматури потрібно, оскільки менше буде стиків «внахлест». Необхідно врахувати, що на кожному стику арматура повинна перекривати одна одну мінімум на 30 діаметрів прутка;
по-друге, слід враховувати ширину фундаменту. Чим ширший фундамент, тим більше потрібно матеріалу. Наприклад, може бути 4 або 6 прутків залежно від ширини основи;
по-третє, для стрічкового фундаменту не обов’язково використовувати металеву арматуру однакового діаметра, оскільки для виготовлення каркасних рамок можна взяти стрижень меншого діаметру, як зазначено в проекті, і тим самим заощадити гроші, не нехтуючи якістю.

Арматура: основні види

У сучасному будівництві використовується арматурна сталь з гладким і періодичним профілем. З огляду на варіативність застосування, в цілому її класифікують відразу за кількома ознаками.

За призначенням

Робоча. Саме вона розрахована на сприйняття основного навантаження на несучий елемент і тому має періодичний профіль, так як в цьому випадку більше площа і відповідно збільшується поверхня зчеплення з бетоном.
Розподільна. Її також називають конструктивною, так як вона забезпечує рівномірний розподіл сил між робочими стрижнями, сприймає температурне розширення і усадочні деформації.
Монтажна. Використовується виключно для фіксації робочих армуючих прутків в сітках або каркасах.

Форма перетину і діаметр робочих і розподільних прутків вибираються на основі фізико-математичних розрахунків. Довільний вибір або необґрунтована заміна можуть привести або до подорожчання проекту, або до недостатньої міцності фундаменту. Монтажний арматурний металопрокат, як правило, гладкий і не більше 8 мм в діаметрі.

За орієнтацією

Цей принцип класифікації заснований на просторовому положенні армуючих прутків в тілі будівельної конструкції. З огляду на специфіку створення несучих елементів арматура в фундаменті буває:

Поздовжня. Її стрижні розташовують під нульовим або під невеликим кутом до лінії горизонту. Вона попереджає появі тріщин і розломів в зоні згинальних моментів.
Поперечна. Використовується в якості монтажної бази для поздовжніх арматурних прутків і розташовується перпендикулярно по відношенню до них. Сприймаючи вплив поперечних сил, запобігає випинанню окремих стрижнів.
Вертикальна. Виступає зв’язком при створенні декількох поздовжніх рівнів.

За умовами застосування

Залежно від початкового напруженого стану армуючий металопрокат може бути напруженим і ненапруженим. Напружений стан арматурної сталі визначається конструктивно-технологічними факторами, наприклад, міцністю і упругопластічністю бетону, технологією виготовлення і відсотком армування, характером впливаючих сил. Відповідно, ще на стадії проектування слід визначити, яка арматура потрібна для фундаменту:

Напружена (попередньо зміцнена витяжкою або методом термомеханічного зміцнення). Виконує функцію носія зовнішньої сили обтиску перетину і працює з бетоном, сприймаючи додатково до попереднього напруження розтягування і стиснення, що виникають в бетоні.
Ненапружена. Відчуває напруги, викликані деформаціями звичайного бетону. Найчастіше застосовується у вигляді арматурних каркасів і сіток. У стислій зоні використовується як монтажна.

Арматура для фундаменту

Сталеві армуючі елементи – найважливіша складова частина залізобетонної конструкції будь-якого фундаменту. Вони повинні працювати спільно з бетоном на протязі всього терміну експлуатації об’єкту, що будується і:

мати достатню міцність і пластичність незалежно від тривалості впливу навантажень, корозійних чинників і знакозмінних перепадів температур;
мати поліпшену адгезію поверхні і забезпечувати надійне зчеплення з бетоном;
бути простими і технологічними в застосуванні.

Діаметр, розмір і основні властивості арматури для фундаменту

Арматурна сталь виробляється діаметром 4,0…40,0 мм з гладким і періодичним профілем в бунтах й в стрижнях мірної та немірної довжині (в основному, довжиною 6-12 м). Номенклатурний ряд діаметром від 6,0 до 14,0 мм – оптимальний розмір для приватних і малоповерхових будівель, в висотному будівництві й промисловості затребувані діаметри аж до 32,0 мм, а для об’єктів підвищеної відповідальності може застосовуватися максимальний діаметр.

Класи арматури для фундаменту

Асортимент арматурної сталі у стандартах маркується літерою «А» і класифікують за механічною міцністю на:

клас А-I (А-240). Виготовляється з марок сталі Ст3 різного ступеня розкислення і тільки з гладким профілем;
класи А-II…А-VI (А-300…А-1000). Виготовляються з періодичним профілем з вуглецевих та низьколегованих сталей, хімічний склад яких визначається відповідним стандартом.

При цьому арматура на фундамент може мати додаткові символи в маркуванні. Так, літера «С» вказує на те що, металопрокат відноситься до зварювальних матеріалів, буква «К» підтверджує, що сталь є стійкою до корозійного розтріскування. Комбінація «СК» говорить про те, що арматурна сталь має здатність до зварювання, і є корозійностійкою. Відсутність перерахованих вище символів означає, що прокат має типові якості і призначений для спорудження звичайних залізобетонних конструкцій.

Такий будівельний матеріал, як залізобетон, що використовується практично в усіх видах будівель донині, відомий вже більше 100 років. На його високу затребуваність впливають багато факторів, серед яких головним є міцність матеріалу, що забезпечує стійкість будь-яких зведених конструкцій. При цьому сам бетон (чистий) має слабку міцність. Саме з цієї причини був винайдений залізобетон або бетон, до складу якого входить арматура певного типу та перетину. Вона забезпечує міцність бетону, дозволяючи йому виступати в ролі основи для будівель різного типу. Залізобетон є одним з найбільш економічно вигідних і міцних матеріалів.